机械基础 机械零件的材料 结构和承载能力
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中等专业学校2022-2023-2教案编号:
教学内容
联系:构件可以是一个独立的零件,也可以是由若干
个零件组成。
2.机器和机构
(1)机构:是具有确定相对运动的构件的组合,它
是用来传递运动和力的构件系统(如带传动机构、齿轮机
构)。
(2)机器:是人们根据使用要求而设计制造的一种
执行机械运动的装置,用来变换或传递能量、物料与信息,
从而代替或减轻人类的体力劳动和脑力劳动。
(3)两者之间的异同点
不同点:机器能代替人的劳动完成有用的机械工或实
现能量转换,机构只能用来传递运动和力而不能做功或实
现能量转换。
相同点:都是由构件组成;构件间都具有确定的相对运动。
四、运动副
1.运动副:两构件之间直接接触并能产生一定形式
相对运动的可动联接。
根据接触情况可分为高副和低副。
(1)低副:两构件间作面接触的运动副。
根据运动
特征分为转动、副移动副和螺旋副。
(2)高副:两构件间作点或线接触的运动副。
按接
触形式不同分为滚轮接触、凸轮接触和齿轮接触。
2.运动副的应用特点
(1)低副特点:单位面积压力小,传力性能好,滑动摩擦,摩擦阻力大,效率低。
不能传递较复杂的运动。
(a)转动 (b) 移动副 (c) 螺旋副。
中等职业学校备课教案《机械基础》(2学期共160学时)第一学期教案(80学时)科目机械基础教师专业机械加工、数控加工班级二O 年期第一学期教学进度计划(80学时)(配套课件已上传百度文库)章节緒论第一节机械的组成第二节机械零件的材料、结构和承载能力备注教学目的知识目标1、了解机器的定义及机器的组成2、了解常用工程材料的用途及对零件对材料的一般要求。
课型新授课技能目标能判别常见机器的类型,对工程材料有简单认识。
学时 3日期情感目标激发学生对专业的热爱,培养对机械基础学科的学习兴趣教学资源多媒体课件、模型机零实物重点机器的定义及组成难点材料类别、零件的强度问题教学方法演示法讲授法教学过程教学引导教师自我介绍:导入新课:你能说出你见过什么样的机器吗?机器是人们根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置。
绪论第一节机械的组成一、机器的组成机器:是人们根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置。
机器用来传递能量、物料与信息,以代替或减轻人的劳动。
机械:是机器与机构的总称。
机器用来传递能量、物料与信息,以代替或减轻人的劳动。
机器的定义:(1)是人工的实物组合;(2)各部分之间有确定的运动关系;(3)能实现功能转换。
组织教学:清点人数,整顿秩序想一想下列产品那些可称为机器?机器的组成:动力部分、传动部份、执行部份及控制部分。
二、机器的结构机器由若干机构组成;机构由若干构件组成,能实现功能转换;构件由若干零件组成;是机器中最小的运动单元。
零件是机器中最小的制造单元。
三、机械的类型机器的类型:种类繁多,应用广泛。
主要分类有:教材分类:动力机械、加工机械、运输机械、信息机械等。
按行业分还有工程、矿山、建筑、化工、食品、农业、医疗机械等等。
第二节机械零件的材料、结构和承载能力一、零件的常用材料及选用1.常用材料主要分类有:钢、铸铁、有色金属、非金属材料。
2.材料的选用原则 使用要求、工艺要求和经济性。
1) 使用要求 零件有工作要求和受载的要求,有零件尺寸、质量的限制,还有重要程度不同。
机械基础精品课程教案0.1机械的组成、机械零件的材料、结构和承载能力【课题名称】机械的组成、机械零件的材料、结构和承载能力【教学目标与要求】知识目标1、了解机械的组成2、了解机械零件的材料、结构和承载能力一、能力目标通过了解机械的组成、机械零件的材料、结构和承载能力,掌握机械的组成特点,以及满足使用条件下机械零件的材料、结构、尺寸和形状。
二、教学要求1、了解组成、机械零件的材料、结构和承载能力,掌握机械的组成特点2、了解机械的基本知识,使设备能正常运行,延长使用寿命。
【教学重点】磨擦分类中的边界磨擦与混合磨擦的形成。
磨损种类中的疲劳磨损的形成机理和本科程的学习任务和要求。
【难点分析】机械的材料,失效、的强度定义【教学方法】讲授法、教师与学生互动法。
【教学安排】3学时(135分钟)【学生分析】学生对机械了解得很少,讲课时要注意联系学生所见到的实用机械,分析机器的组成和结构,引起学生的兴趣和爱好,使学生爱上本课程,是讲好本课程的根本目的。
所以,善于理论联系实际,从学生的认知规律出发,是讲好本课程的关键。
【教学过程】一、导入新课以教材中图0-1或洗衣机为例来讲机械的组成。
二、讲授新课(一)机器的组成1.机器的组成如图0-1所示或洗衣机为例来讲机械的组成。
得出无论是哪一种机械,都是由4个组成的,即动力部分、传动部分、执行部分和控制部分。
2.机器的结构零件制造的最小单元。
构件运动的最小单元。
构件可以是一个零件,但更多的是多个零件的组合。
零件组成构件,构件组成机器,完成预定的执行运动。
3.机器的类型按机器的的用途分为动力机械,如电动机、内燃机;加工机械,如加工机床、包装机械;运输机械,如汽车、飞机;信息机械,如复印机、传真机。
1、零件的常用材料常用作机械零件的材料有:钢、铸铁、铜合金、铝合金、工程塑料和橡胶。
2、材料的选用原则主要从使用要求、工艺要求和经济性几个方面考虑,尤其在市场经济、自由竟争、供大于求的条件下,机械零件的经济性更应当引起足够的重视。
机械的组成、机械零件的材料、结构和承载能力——教案第一章:机械的组成1.1 教学目标让学生了解机械的基本组成和各部分的作用。
让学生了解机械的分类及其应用。
1.2 教学内容机械的基本组成:机械由许多部件组成,主要包括动力部分、传动部分、执行部分和控制系统。
机械的分类:根据工作原理和用途,机械可以分为多种类型,如机械设备、农业机械、汽车等。
1.3 教学方法采用讲授法,讲解机械的基本组成和分类。
采用案例分析法,分析实际应用中的机械组成。
1.4 教学评估学生能列举出机械的基本组成和各部分的作用。
学生能理解机械的分类及其应用。
第二章:机械零件的材料2.1 教学目标让学生了解机械零件的材料及其性能。
让学生了解机械零件材料的选择原则。
2.2 教学内容机械零件的材料:机械零件常用的材料有金属、塑料、陶瓷等,每种材料都有其独特的性能和应用。
机械零件材料的选择原则:根据零件的使用条件、负载、温度、腐蚀等因素选择合适的材料。
2.3 教学方法采用讲授法,讲解机械零件的材料及其性能。
采用小组讨论法,讨论机械零件材料的选择原则。
2.4 教学评估学生能列举出机械零件常用的材料及其性能。
学生能理解机械零件材料的选择原则。
第三章:机械零件的结构3.1 教学目标让学生了解机械零件的结构设计及其影响因素。
让学生了解机械零件结构的设计原则。
3.2 教学内容机械零件的结构设计:机械零件的结构设计需要考虑负载、应力、变形等因素,以保证零件的可靠性和寿命。
机械零件结构的设计原则:根据零件的功能和负载条件,设计合理的结构形式和尺寸。
3.3 教学方法采用讲授法,讲解机械零件的结构设计及其影响因素。
采用案例分析法,分析实际应用中的机械零件结构设计。
3.4 教学评估学生能了解机械零件的结构设计及其影响因素。
学生能理解机械零件结构的设计原则。
第四章:机械零件的承载能力4.1 教学目标让学生了解机械零件的承载能力及其计算方法。
让学生了解提高机械零件承载能力的方法。
机械基础电子教案<2>第1章 机械概述[课程名称]金属材料的性能,机械零件的强度 [教材版本]李世维主编。
中等职业教育国家规划教材——机械基础(机械类)。
第2版。
北京:高等教育出版社,2006 [教学目标与要求] 一、 知识目标1、了解金属材料的物理性能、化学性能、力学性能和工艺性能所包括的内容。
2、 了解机械零件失效和强度的内涵,内力和应力的定义。
3、掌握应力的常用单位380b MPa τ=的换算方法。
二、 能力目标1、掌握力学性能对金属材料所起的作用和工艺性能对加工的影响。
2、掌握应力对材料的强度的关系。
三、 素质目标 1、了解金属材料的物理、化学、力学和工艺性能对零件使用的影响。
2、了解失效、应力与零件强度的关系。
四、 教学要求1、了解金属材料各种性能的定义及应力和强度的含义。
2、掌握力学性能对机械零件强度的影响。
[教学重点]1、金属材料的力学性能和应力与强度的关系。
2、了解失效的含义。
掌握强度的各种表示方法及应力的常用单位。
[难点分析]强度的分类和应力的分类[教学方法]讲练法、演示法、归纳法[学生分析]1、金属材料的物理、化学性能对学生来说比较熟悉,初中已多少学过,而力学性能、工艺性能和强度是新知识,可能比较陌生。
2、强度的种类较多,应多举例以示区别。
失效的含义较难,可能一时难以理解,应多做解释。
[教学资源]1、机械基础网络课程。
北京:高等教育出版社,20062、吴联兴主编。
机械基础练习册。
北京:高等教育出版社,2006[教学安排]教学步骤:讲授与演示交叉进行,穿插提问与设问,最后归纳小结。
2学时(90分钟)[教学过程]一、导入新课(10分钟)常用的机器零件都是由金属材料制成的,特别是一些重要的关键零件,不仅要求寿命长耐用,而且机械尺寸精巧又要易于加工,价格还要低廉,这就要求我们必须研究金属材料的物理、化学、力学和工艺性能,以满足各种不同的机械零件的性能要求。
如坦克的履带和挖掘机的铲齿都要求材料不仅要硬,还要耐磨损;机床的齿轮不仅要求表面硬度很高,而且芯部要具有足够的韧性;飞机的零件不仅要求材料要轻,同时还必须具有足够的强度,以抵抗气流的冲击。
《机械基础》教学指南一、课程的性质与任务本课程是中等职业学校机械类及工程技术类相关专业的一门基础课程。
其任务是:使学生掌握必备的机械基本知识和基本技能,懂得机械工作原理,了解机械工程材料性能,准确表达机械技术要求,正确操作和维护机械设备;培养学生分析问题和解决问题的能力,使其形成良好的学习习惯,具备继续学习专业技术的能力;对学生进行职业意识培养和职业道德教育,使其形成严谨、敬业的工作作风,为今后解决生产实际问题和职业生涯的发展奠定基础。
二、教学提要、课程内容、教学要求绪论教学内容1.课程的内容、性质、任务和基本要求。
2.一般机械的组成及基本要求。
教学要求1.学习目标(1)了解机械的概念与组成。
(2)了解机械零件的材料、结构、承载能力,摩擦、磨损和润滑的基本要求。
(3)了解本课程的任务和学习要求。
2.能力目标初步认识机械。
3.教学重点机械的概念及组成。
4.教学难点机械与机构、构件与零件的区别。
第1章杆件的静力分析教学内容1.力的概念与基本性质;2.力矩、力偶、力的平移;3.约束、约束力、力系和受力图的应用;4.*平面力系的平衡方程及应用。
教学要求1.学习目标(1)理解力的概念与基本性质。
(2)了解力矩、力偶、力向一点平移的结果。
(3)了解约束、约束力和力系,能作杆件的受力图。
(4.)会分析平面力系,会建立平衡方程并计算未知力。
2.能力目标(1)分析物体受力的能力(2)解决平面力系问题的基本计算能力3.教学重点受力分析4.教学难点建立平衡方程并计算未知力第2章直杆的基本变形教学内容1.直杆轴向拉伸与压缩;2.直杆轴向拉伸与压缩时的应力分析;3.材料的力学性能;4.*直杆轴向拉伸和压缩时的强度计算。
5.连接件的剪切与挤压6.圆轴扭转7.直梁弯曲8.*组合变形9.*交变应力与疲劳强度10.*压杆稳定教学要求1.学习目标1.会判断直杆的基本变形。
2.会分析直杆轴向拉伸与压缩时的内力;了解应力、变形、应变的概念。
思考与练习题参考答案绪论1.思考题(1)构件和零件的主要区别。
答:构件是运动单元,零件是制造单元,零件组成构件。
(2)一台完整的机器,通常都是由哪几部分组成。
答:一台完整的机器,通常都是由动力装置、传动装置、执行装置和操纵、控制及辅助装置组成的。
(3)机械零件使用最广的材料是什么材料。
答:机械零件使用最广的材料是金属材料。
2.选择题(1)( A )统称为机械。
A.机器和机构B.机构和构件C.构件和零件D.零件和机器(2)CA6140型普通车床的执行装置是( D )。
A.床头箱B.进给箱C.挂轮箱D.主轴(3)下列说法中正确的是( B )。
A.生活中如果没有摩擦,会给我们带来极大的方便B.冬天向冰雪覆盖的地面上洒些炉灰是为了增大摩擦C.胶鞋的鞋底一般都有花纹,是为了减小行走中摩擦力3.简答题(1)何谓机械?答:机械是人类在长期生产和实践中创造出来的重要劳动工具,它可以减轻体力劳动、改善劳动条件、提高劳动生产率、改进产品质量,是社会生产力发展水平的重要标志。
机械是机器和机构的总称。
(2)简述机械零件的承载能力。
答:组成机器的零件具有足够的承受载荷的能力,称为承载能力。
零件的承载能力主要由强度、刚度和稳定性三个方面来综合衡量。
(3)简述摩擦的利弊及增大或减小摩擦的方法。
答:(1)摩擦的有利作用①传动作用②制动作用③阻尼作用(2)摩擦的有害作用①损耗能量②引起磨损(3)增大摩擦的方法增大摩擦的方法有:增大压力、增大接触面的粗糙程度等。
(4)减小摩擦的方法减小摩擦的方法有:减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动代替滑动、在接触面上加润滑剂、利用气垫、磁悬浮(使两个互相接触的摩擦面彼此分离)等。
第1章题解思考题:1.力的三要素是什么?答:力的三要素是力的大小、方向和作用点。
2.二力平衡条件是什么?答:二力平衡的条件是:作用在一个物体上的两个力,大小相等,方向相反,并作用在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
3.作用力和反作用力的关系是怎样的?答:作用力与反作用力总是同时存在、同时消失,且大小相等,方向相反,其作用线沿同一直线,分别作用在这两个物体上。
2、塑性(1)定义:金属材料断裂前发生永久变形的能力。
(2)衡量指标:伸长率(δ):试样拉断后,标距的伸长与原始标距的百分比。
断面收缩率(ψ):试样拉断后,颈缩处的横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比。
(3)塑性的意义(1)任何零件都要求材料具有一定的塑性。
很显然,断后伸长率A和断面收缩率Ψ越大,说明材料在断裂前发生的塑性变形量越大,也就是材料的塑性越好。
(2)强度与塑性是一对相互矛盾的性能指标。
在金属材料的工程应用中,要提高强度,就要牺牲一部分塑性。
反之,要改善塑性,就必须牺牲一部分强度。
3、硬度金属材料抵抗局部变形(特别是塑性变形)、压痕或划痕的能力称为硬度。
(1)布氏硬度布氏硬度试验是指用一定直径的球体(钢球或硬质合金球)以相应的试验力压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,用测量的表面压痕直径计算硬度的一种压痕硬度试验.使用钢球压头时布氏硬度值用符号HBS表示;使用硬度合金压头时用符号HBW表示。
在实际测试时,不必用公式计算,一般用读数显微镜测出压痕直径d,然后根据 d大小查表,即可求出所测的硬度值。
应用:测量比较软的材料。
测量范围 HBS<450、HBW<650的金属材料。
优缺点:压痕大,测量准确,但不能测量成品件。
(2)洛氏硬度原理:加初载荷加主载荷卸除主载荷读硬度值根据压头类型和主载荷不同,分为九个标尺,常用的标尺为A、B、C。
符号HR前面的数字为硬度值,后面为使用的标尺。
优点:操作简便、迅速,效率高,可直接测量成品件及高硬度的材料。
缺点:压痕小,测量不准确,需多次测量。
测量范围:4、韧性。
机械基础机械零件的材料结构和承载能力一、材料结构机械零件的材料结构主要包括金属结构和非金属结构两大类。
金属结构主要包括金属晶体结构、晶粒结构和组织结构等;非金属结构包括陶瓷、聚合物、复合材料、橡胶等。
1.金属结构(1)金属晶体结构:金属常见的晶体结构有面心立方(fcc)、体心立方(bcc)和密排六方(hcp)三种。
(2)晶粒结构:金属材料在制造过程中,晶粒是逐渐形成的。
晶粒的大小对材料的力学性能有着重要的影响,晶粒越小,材料的强度和硬度越高。
(3)组织结构:金属材料的组织包括铸态组织、变形组织和热处理组织等。
不同的组织结构对材料的性能有不同的影响。
2.非金属结构(1)陶瓷:陶瓷是由非金属原料经过高温烧结而成的材料,具有高硬度、高耐磨、耐高温等特点,在机械工程中被广泛应用。
(2)聚合物:聚合物是由有机高分子化合物经过化学反应得到的材料,具有轻质、强度高、耐磨等特点。
在机械工程中,聚合物材料主要用于制造轴承、密封件等。
(3)复合材料:复合材料是由两种或两种以上的材料按照一定的比例混合而成的材料。
常见的复合材料有玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料等。
(4)橡胶:橡胶是一种高分子弹性材料,具有优异的弹性、耐磨、抗老化等特点。
在机械工程中,橡胶常用于制造密封件、减震器等。
二、承载能力1.材料性能材料的强度、硬度、韧性等是影响机械零件承载能力的重要指标。
一般来说,材料的强度越高,其承载能力越大。
硬度高的材料常常具有较好的耐磨性,能够减少因磨损而引起的失效。
韧性是指材料在受到冲击或振动时的抗拉伸能力,具有较好的韧性的材料能够有效避免断裂。
2.结构设计机械零件的结构设计对其承载能力有着重要的影响。
合理的结构设计可以提高机械零件的强度和刚度,增加其承载能力。
在结构设计中,应考虑到受力分布的合理性、零件的形状和尺寸等因素。
3.运行工况机械零件在工作过程中所处的工况也会影响其承载能力。
例如,在高温条件下,材料的强度和硬度通常会降低,导致机械零件的承载能力减小;在低温条件下,材料的韧性也会发生变化。
机械基础精品课程教案0.1机械的组成、机械零件的材料、结构和承载能力【课题名称】机械的组成、机械零件的材料、结构和承载能力【教学目标与要求】知识目标1、了解机械的组成2、了解机械零件的材料、结构和承载能力一、能力目标通过了解机械的组成、机械零件的材料、结构和承载能力,掌握机械的组成特点,以及满足使用条件下机械零件的材料、结构、尺寸和形状。
二、教学要求1、了解组成、机械零件的材料、结构和承载能力,掌握机械的组成特点2、了解机械的基本知识,使设备能正常运行,延长使用寿命。
【教学重点】磨擦分类中的边界磨擦与混合磨擦的形成。
磨损种类中的疲劳磨损的形成机理和本科程的学习任务和要求。
【难点分析】机械的材料,失效、的强度定义【教学方法】讲授法、教师与学生互动法。
【教学安排】3学时(135分钟)【学生分析】学生对机械了解得很少,讲课时要注意联系学生所见到的实用机械,分析机器的组成和结构,引起学生的兴趣和爱好,使学生爱上本课程,是讲好本课程的根本目的。
所以,善于理论联系实际,从学生的认知规律出发,是讲好本课程的关键。
【教学过程】一、导入新课以教材中图0-1或洗衣机为例来讲机械的组成。
二、讲授新课(一)机器的组成1.机器的组成如图0-1所示或洗衣机为例来讲机械的组成。
得出无论是哪一种机械,都是由4个组成的,即动力部分、传动部分、执行部分和控制部分。
2.机器的结构零件制造的最小单元。
构件运动的最小单元。
构件可以是一个零件,但更多的是多个零件的组合。
零件组成构件,构件组成机器,完成预定的执行运动。
3.机器的类型按机器的的用途分为动力机械,如电动机、内燃机;加工机械,如加工机床、包装机械;运输机械,如汽车、飞机;信息机械,如复印机、传真机。
1、零件的常用材料常用作机械零件的材料有:钢、铸铁、铜合金、铝合金、工程塑料和橡胶。
2、材料的选用原则主要从使用要求、工艺要求和经济性几个方面考虑,尤其在市场经济、自由竟争、供大于求的条件下,机械零件的经济性更应当引起足够的重视。